DE102007058053B4

DE102007058053B4 - Diffusion furnace and method for generating a gas flow

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Publication number: DE102007058053B4
Application number: DE200710058053
Authority: DE
Inventors: Udo Willkommen; Andreas Dutkowiak; Christoph Dr. Köckert
Original assignee: Von Ardenne Anlagentechnik GmbH
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2027-12-01
Also published as: NL1036234A1; NL1036234C; DE102007058053A1

Abstract

Diffusionsofen mit einer Reaktionskammer zur Behandlung von Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reaktionskammer Mittel zur Erzeugung einer geschlossenen internen Gasströmung angeordnet sind.Diffusion furnace with a reaction chamber for the treatment of substrates, characterized in that arranged in the reaction chamber means for generating a closed internal gas flow.

Description

Nachfolgend werden ein Diffusionsofen mit einer Reaktionskammer zur Behandlung von Substraten und ein Verfahren zur Erzeugung einer Gasströmung in der Reaktionskammer eines Diffusionsofens beschrieben.following become a diffusion furnace with a reaction chamber for treatment of substrates and a method for generating a gas flow in the reaction chamber of a diffusion furnace described.

Zur Durchführung eines Diffusionsverfahrens in einem Diffusionsofen werden Substrate in die Reaktionskammer eines Diffusionsofens eingebracht. Nachfolgend wird der Diffusionsofen verschlossen, evakuiert, mit einem Gas oder Gasgemisch befüllt, ein gewählter Druck unterhalb des Atmosphärendrucks eingestellt und die Substrate aufgeheizt. Während einer nachfolgenden Reaktionszeit wird dann ein Reaktionsgas oder ein Reaktionsgasgemisch zugeführt.to execution a diffusion process in a diffusion furnace become substrates introduced into the reaction chamber of a diffusion furnace. following the diffusion furnace is closed, evacuated, with a gas or Gas mixture filled, a chosen one Pressure below atmospheric pressure set and heated the substrates. During a subsequent reaction time is then fed to a reaction gas or a reaction gas mixture.

Es sind Diffusionsöfen bekannt, die eine Reaktionskammer, welche von einem Reaktionsrohr umschlossen wird, eine Außenhülle, welche das Reaktionsrohr umschließt, Heizelemente, welche zwischen dem Reaktionsrohr und der Außenhülle angeordnet sind, Mittel zum Verschließen beider Enden des Reaktionsrohres, Mittel zum Verschließen beider Enden der Außenhülle, Mittel zum Erzeugen eines Vakuums sowie Mittel zum Zuführen und Abführen eines Reaktionsgases in die und aus der Reaktionskammer umfassen.It are diffusion furnaces known that a reaction chamber, which enclosed by a reaction tube will, an outer shell, which enclosing the reaction tube, Heating elements, which are arranged between the reaction tube and the outer shell are, means for closing both ends of the reaction tube, means for closing both ends the outer shell, medium for generating a vacuum and means for supplying and discharging a Reaction gas in and out of the reaction chamber include.

Derartige Diffusionsöfen werden für viele Prozesse bei der Halbleiterherstellung wie beispielsweise Diffusion, Oxidation, LPCVD-Prozesse (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) und zur Dotierung von Solarzellen eingesetzt.such diffusion furnaces be for many processes in semiconductor manufacturing such as Diffusion, oxidation, LPCVD processes (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) and used for the doping of solar cells.

Bei einem thermisch induzierten Gasphasendiffusionsprozess besteht die Aufgabe beispielsweise darin, chemische Reaktionen auf der Oberfläche von Substraten durchzuführen.at a thermally induced gas phase diffusion process is the Task, for example, in chemical reactions on the surface of Perform substrates.

In Diffusionsöfen können großvolumige, rohrförmige, sich Längserstreckende Behältersysteme zur Aufnahme von mehreren Substraten zur Anwendung kommen, wobei die Substrate meist in einem Stapel angeordnet werden. Das Reaktionsrohr ist mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums verbunden. Des Weiteren sind derartige Diffusionsöfen mit Heizelementen versehen, die zur gezielten Aufheizung bzw. Temperaturführung der Substrate in der Reaktionskammer geeignet sind. Diese Heizelemente sind häufig im Bereich zwischen einer Außenhülle und dem Reaktionsrohr des Diffusionsofens derart angeordnet, dass sie die Substrate durch die von ihnen erzeugte Strahlung erwärmen. Eine Unterteilung der Heizelemente in Gruppen, sowohl anordnungsseitig als auch steuerungsseitig bietet den Vorteil einer verbesserten Homogenität bei der Temperaturführung der Substrate in der Reaktionskammer.In diffusion furnaces can large-volume, tubular, itself longitudinally extending container systems to accommodate multiple substrates are used, wherein the substrates are usually arranged in a stack. The reaction tube is connected to a device for generating a vacuum. Of Furthermore, such diffusion furnaces are provided with heating elements, for targeted heating or temperature control of the substrates in the Reaction chamber are suitable. These heating elements are often in Area between an outer shell and the reaction tube of the diffusion furnace arranged such that they heat the substrates by the radiation they generate. A Subdivision of the heating elements in groups, both on the arrangement side as well as the control side offers the advantage of an improved homogeneity at the temperature control the substrates in the reaction chamber.

Für spezielle Diffusionsöfen, in denen Reaktionsgase zur Anwendung kommen, die mit Metalloberflächen aggressiv reagieren wird als Baustoff für die Reaktionskammer ein Quarz eingesetzt. Eine derartige, beispielsweise aus Quarzglas bestehende Reaktionskammer, ermöglicht es, dass die Wärmestrahlung der außerhalb der Reaktionskammer angeordneten Heizelemente ungehindert die Substrate erreicht und diese erwärmt.For special diffusion furnaces, in which reaction gases are used, which are aggressive with metal surfaces will react as building material for the Reaction chamber used a quartz. Such, for example made of quartz glass reaction chamber, it allows the heat radiation the outside the reaction chamber arranged heating elements unhindered the substrates reached and this heated.

Ein während der Ausführung eines thermischen Verfahrens möglicher Ablauf in einem Diffusionsofen umfasst beispielsweise, dass die im Diffusionsofen angeordneten Substrate einem bestimmten Temperaturregime, d. h. einem bestimmten Temperatur-Zeit-Verlauf ausgesetzt werden. Hierfür werden die Substrate zunächst durch Einschalten der Heizelemente in einer ersten Aufheizphase erwärmt und auf ein bestimmtes erstes Temperaturniveau gebracht. Auf diesem ersten Temperaturniveau werden die Substrate für die Dauer einer ersten vorgegebenen Reaktionszeit gehalten. Nachfolgend kann die Temperatur der Substrate auf ein weiteres zweites Temperaturniveau angehoben und für die Dauer einer zweiten Reaktionszeit gehalten werden. Nach Ablauf der Reaktionszeit oder der Reaktionszeiten des thermischen Verfahrens werden die Substrate abgekühlt.One while the execution a thermal process possible Expiration in a diffusion furnace includes, for example, that the arranged in the diffusion furnace substrates a certain temperature regime, d. H. be exposed to a specific temperature-time course. Therefor become the substrates first by switching on the heating elements in a first heating phase heated and brought to a certain first temperature level. On this first temperature level, the substrates are given for the duration of a first Reaction time kept. Subsequently, the temperature of the substrates raised to another second temperature level and for the duration a second reaction time. After expiration of the reaction time or the reaction times of the thermal process, the substrates are cooled.

Bei derartigen Diffusionsöfen wird zur Verbesserung der Temperaturhomogenität sowohl auf als auch zwischen den in der Reaktionskammer angeordneten Substraten während der Aufheiz- und Abkühlphase eine gesteuerte Gasbewegung mittels eines Gasumlaufsystems erzeugt. Diese Gasbewegung ist gerichtet von der Eingangsseite zur Ausgangsseite des Diffusionsofens. Dementsprechend werden die Substrate parallel zueinander und mit ihrer längsten Seite in Richtung der Gasbewegung in der Reaktionskammer mit Abständen zueinander angeordnet.at such diffusion furnaces is used to improve the temperature homogeneity both on and between the substrates arranged in the reaction chamber during the Heating and cooling phase generates a controlled gas movement by means of a gas circulation system. This gas movement is directed from the input side to the output side of the diffusion furnace. Accordingly, the substrates become parallel to each other and with their longest Side in the direction of gas movement in the reaction chamber with distances to each other arranged.

Die Eingangs- und die Ausgangsseite der Reaktionskammer ist jeweils mit einem Anschluss für eine Gasleitung ausgestattet. Die an diesen Anschlüssen befestigten Gasleitungen verbinden die Eingangsseite und die Ausgangsseite einer Gasführungsanordnung – beispielsweise eines Ventilators – mit der Reaktionskammer, so dass ein geschlossenes System entsteht, in welchem das Gas auf der Ausgangsseite der Reaktionskammer abgesaugt und auf der Eingangsseite der Reaktionskammer wieder zugeführt werden kann.The Input and the output side of the reaction chamber is respectively with a connection for one Gas line equipped. The gas pipes attached to these connections connect the input side and the output side of a gas guide assembly - for example a fan - with the reaction chamber, creating a closed system, in which the gas is sucked off on the outlet side of the reaction chamber and be fed back to the input side of the reaction chamber can.

Der so mittels des Gasumlaufsystems erzeugte Gasumlauf wird in der Aufheizphase und/oder der Abkühlphase der Substrate genutzt, um eine Beschleunigung der Phase selbst und eine Verbesserung der Temperaturhomogenität auf und zwischen den Substraten zu erreichen.Of the so gas circulation generated by the gas circulation system is in the heating phase and / or the cooling phase the substrates used to accelerate the phase itself and an improvement of the temperature homogeneity on and between the substrates to reach.

Aus der DE 690 25 955 ist eine Diffusionsofen bekannt, welcher ein zylindrisch ausgestaltetes Quarz-Prozessrohr mit einer das Prozessrohr umgebenden Heizung sowie einer Isolation und eine Außenhülle aufweist.From the DE 690 25 955 a diffusion furnace is known, which has a cylindrically shaped quartz process tube with a surrounding the process tube heater and insulation and an outer shell.

Aus der EP 0 143 697 ist ebenfalls ein Diffusionsofen mit einer zylindrisch ausgestalteten Quarz-Prozesskammer, einer Heizung mit einer Isolation und einer den Diffusionsofen umgebenden Außenhülle bekannt. Weiterhin weist der Diffusionsofen neben einem Heizungskontrollsystem eine Baugruppe zur Vakuumerzeugung und eine Anordnung für den Einlass von Gasen in die Reaktionskammer des Diffusionsofens auf.From the EP 0 143 697 Also known is a diffusion furnace with a cylindrically configured quartz process chamber, a heater with an insulation and an outer shell surrounding the diffusion furnace. Furthermore, in addition to a heating control system, the diffusion furnace has an assembly for generating vacuum and an arrangement for the admission of gases into the reaction chamber of the diffusion furnace.

Aus der veröffentlichten Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2008 052 571 A1 ist ein Diffusionsofen bestehend aus einer Reaktionskammer, welche von einem Reaktionsrohr umschlossen wird, einer Außenhülle, welche das Reaktionsrohr umschließt, Heizelementen, welche zwischen dem Reaktionsrohr und der Außenhülle angeordnet sind, Mitteln zum Verschließen beider Enden des Reaktionsrohres, Mitteln zum Verschließen beider Enden der Außenhülle, Mitteln zum Erzeugen eines Vakuums sowie Mitteln zum Zuführen eines Reaktionsgases oder Reaktionsgasgemisches in die Reaktionskammer bekannt.From the published application with the file number DE 10 2008 052 571 A1 is a diffusion furnace consisting of a reaction chamber, which is enclosed by a reaction tube, an outer shell enclosing the reaction tube, heating elements, which are arranged between the reaction tube and the outer shell, means for closing both ends of the reaction tube, means for closing both ends of the outer shell , Means for generating a vacuum and means for supplying a reaction gas or reaction gas mixture in the reaction chamber known.

Ein besondere Nachteil der oben dargestellten Diffusionsöfen besteht darin, dass der Zeitbedarf zum Aufzuheizen der in die Reaktionskammer eingebrachten Substrate durch die Heizelemente als auch zum Abkühlen des Substrate nach der Durchführung des Gasdiffusionsverfahrens groß ist, da das Gas innerhalb der Diffusionsöfen bis auf den Vorgang der Konvektion nicht bewegt wird.One special disadvantage of the diffusion furnaces shown above in that the time required to heat up the in the reaction chamber introduced substrates through the heating elements as well as for cooling the Substrates after performing the Gas diffusion process is large, since the gas inside the diffusion furnaces up to the process of convection is not moved.

Aus der WO 2004/008052 A2 ist eine Anordnung zum Kühlen einer Prozessanordnung in welcher Substrate behandelt werden bekannt. Dabei werden Substrate in einen Behälter eingebracht, welcher in einem Heizofen angeordnet ist. Mittels der Anordnung zum Kühlen, welche aus einem Wärmetauscher, Leitungen und einem Gebläse besteht, wird der Raum zwischen der Heizofenwand und dem Behälter durchströmt und abgekühlt.From the WO 2004/008052 A2 An arrangement for cooling a process arrangement in which substrates are treated is known. In this case, substrates are introduced into a container, which is arranged in a heating furnace. By means of the arrangement for cooling, which consists of a heat exchanger, lines and a fan, the space between the heating furnace wall and the container is flowed through and cooled.

Aus der WO 2007/053016 A2 ist ein Diffusionsofen bekannt bestehend aus einem Ofen Rohr, eine Anordnung zur Aufnahme von Substraten in dem Diffusionsofen, Heizelementen zum Heizen des Ofens und Gaseinlassöffnungen.From the WO 2007/053016 A2 a diffusion furnace is known consisting of a furnace tube, an arrangement for receiving substrates in the diffusion furnace, heating elements for heating the furnace and gas inlet openings.

Der Diffusionsofen ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen ein Kühlgerät zum kühlen des Gases im Diffusionsofen aufweist.Of the Diffusion furnace is further characterized in that the furnace a cooling unit to cool the Has gas in the diffusion furnace.

Aus der JP 04-284624 A ist ein Diffusionsofen und ein zugehöriges Verfahren zum dotieren von Halbleitersubstraten mit Gallium, Aluminium oder desgleichen. Hierbei werden Substrate und das zu diffundierende Element Gallium oder Aluminium innerhalb eines in einem Diffusionsofen angeordneten Quarzcontainers eingebracht, der Quarzcontainer, welcher sich auf einer ersten Position befindet, nachfolgend mit einem Inertgas gefüllt und innerhalb des Diffusionsofens von der ersten Position auf eine zweite Position verschoben. Anschließend wird die Temperatur bis zu einem vorgegebenen Sollwert erhöht und der Diffusionsprozess durchgeführt.From the JP 04-284624 A is a diffusion furnace and related method of doping semiconductor substrates with gallium, aluminum or the like. In this case, substrates and the element to be diffused gallium or aluminum are placed inside a arranged in a diffusion furnace quartz container, the quartz container, which is located in a first position, subsequently filled with an inert gas and moved within the diffusion furnace from the first position to a second position. Subsequently, the temperature is increased up to a predetermined desired value and the diffusion process is carried out.

Ein Nachteil derartiger Diffusionsöfen besteht darin, dass das externe Gasumlaufsystem hohen Anforderungen bezüglich Temperaturfestigkeit und Dichtheit genügen muss. Ein weiterer Nachteil besteht in den durch das Gasumlaufsystem verursachten Energieverlusten, da nicht nur die Reaktionskammer, sondern auch ungewollt das Gasumlaufsystem selbst in einer Aufheizphase der Substrate aufgeheizt werden muss. Außerdem erhöht das Gasumlaufsystem den Platzbedarf eines Diffusionsofens und benötigt entsprechende Absperrventile an der Eingangs- und Ausgangsseite um ein Verschließen der Prozesskammer während Reaktionszeit zu gewährleisten.One Disadvantage of such diffusion ovens is that the external gas circulation system high demands in terms of Temperature resistance and tightness must be sufficient. Another disadvantage is in the energy losses caused by the gas circulation system, not only the reaction chamber but also the gas circulation system unintentionally even in a heating phase of the substrates must be heated. Furthermore elevated the gas circulation system the space required by a diffusion furnace and requires appropriate Shut-off valves on the input and output sides to close the Process chamber during To ensure reaction time.

Daher soll nachfolgend ein Diffusionsofen angegeben werden, welcher die Temperaturhomogenität auf und zwischen den Substraten verbessert und die Nachteile der bekannten Diffusi onsöfen vermeidet.Therefore will be given below a diffusion furnace, which the temperature homogeneity improved on and between the substrates and the disadvantages of known diffusion ovens avoids.

Bei einem Diffusionsofen mit einer Reaktionskammer zur Behandlung von Substraten wird daher vorgeschlagen, dass in der Reaktionskammer Mittel zur Erzeugung einer geschlossenen internen Gasströmung angeordnet sind.at a diffusion furnace with a reaction chamber for the treatment of Substrates is therefore suggested that means in the reaction chamber arranged to produce a closed internal gas flow are.

Ein derartiges Mittel zur Erzeugung einer Gasströmung ermöglicht es, eine Gasströmung in der Reaktionskammer eines Diffusionsofens ohne eine außerhalb der Reaktionskammer angeordnete Anordnung zur Gasführung zu erzeugen. Durch eine aktiv erzeugte Gasströmung in der Reaktionskammer wird die Temperaturhomogenität auf und zwischen den in der Reaktionskammer während eines Diffusionsverfahrens angeordneten Substraten verbessert, da ohne äußere oder interne Mittel zur Erzeugung einer aktiven Gasbewegung nur eine Gasbewegung durch Konvektion verursacht werden kann.One such means for generating a gas flow makes it possible to control a gas flow in the Reaction chamber of a diffusion furnace without one outside the reaction chamber arranged arrangement for gas guidance produce. By an actively generated gas flow in the reaction chamber becomes the temperature homogeneity on and between those in the reaction chamber during a diffusion process arranged substrates improved because without external or internal means for Generation of an active gas movement only a gas movement by convection can be caused.

In einer weiteren Ausgestaltung des beschriebenen Diffusionsofens ist vorgesehen, dass das Mittel zur Erzeugung einer Gasströmung ein Lüfterrad ist.In a further embodiment of the described diffusion furnace provided that the means for generating a gas flow fan is.

Durch ein in der Reaktionskammer angeordnetes Lüfterrad wird eine aktive Gasströmung dadurch erzeugt, dass das Gas in einer ersten Richtung zu dem Lüfterrad hin angesaugt und in derselben oder einer anderen Richtung von dem Lüfterrad weg bewegt wird.By a angeord in the reaction chamber an active gas flow is generated by the fact that the gas is sucked in a first direction towards the fan and moved in the same or another direction away from the fan.

In einer speziellen Ausführung ist vorgesehen, dass das Lüfterrad ein Radiallüfterrad ist.In a special version is provided that the fan a radial fan is.

Bei der Verwendung eines Radiallüfterrads wird das Gas parallel bzw. axial zur Antriebswelle in einer ersten Richtung angesaugt und durch die Rotation des Radiallüfterrads um 90° umgelenkt und radial in mehreren zweite Ausblasrichtungen ausgeblasen.at the use of a radial fan the gas in parallel or axially to the drive shaft in a first direction sucked in and deflected by the rotation of the radial fan wheel by 90 ° and blown radially in a plurality of second blow-out directions.

Ein möglicher Schritt zur Lösung des bestehenden Problems besteht darin, dass das Lüfterrad auf einer Antriebswelle befestigt ist, welche mit einem Motor verbunden ist.One potential Step to the solution the existing problem is that the fan wheel on a drive shaft is attached, which is connected to a motor is.

Zur Erzeugung einer aktiven Gasbewegung durch das Radiallüfterrad wird dieses in eine Rotationsbewegung versetzt. Zu diesem Zweck ist das Radiallüfterrad, welches auf einer Antriebswelle befestigt und über diese mit einem Motor verbunden ist, mittels dieses Motors angetrieben.to Generation of an active gas movement by the radial fan this is put into a rotational movement. To this end is the radial fan, which is mounted on a drive shaft and connected via this with a motor is powered by this engine.

Ein weiterer möglicher Schritt besteht darin, dass der Motor außerhalb der Reaktionskammer angeordnet ist.One further possible Step is that the engine outside the reaction chamber is arranged.

Der Motor des Radiallüfterrads kann außerhalb der Reaktionskammer angeordnet sein. Durch diese Anordnungsvariante muss der Motor nicht den Bedingungen zum Einsatz in einer Reaktionskammer genügen. Durch ein entsprechendes Lagergehäuse wird die Antriebswelle gelagert und die Reaktionskammer von der Umgebungsatmosphäre getrennt. Somit ist das eine Ende der Antriebswelle in Atmosphäre mit dem Motor verbunden und das zweite Ende in der Reaktionskammer mit dem Radiallüfterrad.Of the Motor of radial fan can outside be arranged the reaction chamber. By this arrangement variant the motor does not have to meet the conditions for use in a reaction chamber. By a corresponding bearing housing is stored the drive shaft and the reaction chamber separated from the ambient atmosphere. Consequently the one end of the drive shaft is connected in atmosphere to the engine and the second end in the reaction chamber with the radial fan.

In einer weiteren möglichen Ausführung ist vorgesehen, dass in der Reaktionskammer erste Mittel zur Strömungsbeeinflussung angeordnet sind.In another possible execution it is provided that in the reaction chamber first means for influencing the flow are arranged.

Zur Leitung und Verbesserung der aktiven Gasbewegung in der Reaktionskammer können Mittel zur Strömungsbeeinflussung eingesetzt werden. Somit kann der Gasstrom beeinflusst und die Temperaturhomogenität der Substrate verbessert werden.to Management and improvement of the active gas movement in the reaction chamber can Means for influencing the flow be used. Thus, the gas flow can be influenced and the temperature homogeneity of the substrates be improved.

In einer besonderen Ausführung ist vorgesehen, dass das erste Mittel zur Strömungsbeeinflussung eine Platte ist.In a special design it is provided that the first flow-influencing means is a plate is.

Beispielsweise bei einem aus mehreren Substraten bestehenden Substratstapel in welchem rechteckige Substrate angeordnet sind, deren Längserstreckung wesentlich größer ist als ihre Breite, wobei die Substrate mit ihrer Längserstreckung in der Gasansaugrichtung und parallel zueinander mit Zwischenräumen zwischen ihnen angeordnet sind, soll der Gasstrom vorzugsweise in den Zwischenräumen zwischen den Substraten erzeugt werden.For example in the case of a substrate stack consisting of several substrates which rectangular substrates are arranged, whose longitudinal extent is much larger as its width, the substrates with their longitudinal extent in the Gasansaugrichtung and arranged in parallel with each other with spaces between them are, the gas flow is preferably in the spaces between the substrates are generated.

In diesem Fall kann ein virtueller Kanal, in welchem der Gasstrom geführt werden soll zum einen durch die im Substratstapel jeweils außen angeordneten Substrate selbst begrenzt werden. Zum anderen kommen Mittel zur Strömungsbeeinflussung in Form einer Platte zur Anwendung, wobei zwei Platten derart angeordnet werden, dass sich der virtuelle Kanal ausbildet. In diesem Beispiel wird durch die äußeren Substrate der virtuelle Kanal rechts und links und durch zwei Platten oben und unten begrenzt.In In this case, a virtual channel in which the gas flow can be guided should on the one hand by the substrate stack in each case arranged outside Substrates themselves are limited. On the other hand, funds are being used flow Control in the form of a plate for use, with two plates arranged in such a way be that the virtual channel is formed. In this example is through the outer substrates the virtual channel right and left and two plates above and limited below.

In einer nächsten Ausführung ist vorgesehen, dass in der Reaktionskammer ein zweites Mittel zur Strömungsbeeinflussung angeordnet ist.In one next execution is provided that in the reaction chamber, a second means for flow Control is arranged.

Zur weiteren Verbesserung der Temperaturhomogenität, kann der Verlauf des Gasstroms durch ein zweites Mittel zur Strömungsbeeinflussung in der Reaktionskammer weiter verbessert werden. Hierfür sind Mittel vorgesehen mit denen der Gasstrom ähnlich dem oben beschriebenen virtuellen Kanal geführt werden kann. In diesem Fall wird der Kanal aber real durch eine entsprechend geeignete Anordnung ausgebildet.to further improve the temperature homogeneity, can the course of the gas flow by a second flow influencing means be further improved in the reaction chamber. For this are means provided with which the gas flow similar to that described above virtual channel can. In this case, however, the channel becomes real by a corresponding suitable arrangement is formed.

In einer Ausgestaltungsform ist vorgesehen, dass das zweite Mittel zur Strömungsbeeinflussung trichterförmig ist.In an embodiment, it is provided that the second means is funnel-shaped for influencing the flow.

Zur weiteren Verbesserung der Temperaturhomogenität kann der Gasstrom im Bereich zwischen dem Substratstapel und dem Lüfterrad von einem als Trichter ausgebildeten Mittel zur Strömungsbeeinflussung geführt werden. Hierbei kann die Öffnung am Eingang des Trichters derart gestaltet sein, dass sie der Form der Stirnseite des Substratstapels angepasst ist. Die Öffnung am Ausgang des Trichters ist vorzugsweise kreisförmig und kleiner. Dieser Trichter wird so angeordnet, dass seine Mittelachse in Gasansaugrichtung ausgerichtet ist, wobei seine angepasste Öffnung am Eingang einen minimalen Abstand zum Substratstapel aufweist und seine Öffnung am Ausgang in der Nähe des Mittelpunkts des Lüfterrades ist.to Further improvement of the temperature homogeneity may be the gas flow in the range between the substrate stack and the fan wheel of a funnel trained means for influencing the flow guided become. This can be the opening be designed at the entrance of the funnel in such a way that they conform to the shape the end face of the substrate stack is adjusted. The opening at the Exit of the funnel is preferably circular and smaller. This funnel is arranged so that its central axis in Gasansaugrichtung is aligned with its adjusted opening at the entrance a minimum distance to the substrate stack and its opening at the exit near the center of the fan wheel is.

Somit kann das zwischen den Substraten – im virtuellen Kanal – strömende Gas vom Ende des Substratstapels direkt zum Lüfterrad geführt und somit der Verlauf des Gasstromes verbessert werden.Consequently can the gas flowing between the substrates - in the virtual channel led from the end of the substrate stack directly to the fan and thus the course of Gas flow can be improved.

In einer Ausführung ist vorgesehen, dass die Reaktionskammer als ein Zylinder mit einer Mantelfläche und zwei gegenüberliegenden Stirnwänden ausgeführt ist.In one embodiment it is provided that the reaction chamber as a cylinder with a lateral surface and two opposite end walls is executed.

In weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass die Höhe h des Zylinders größer als der Durchmesser d ist.In further execution is provided that the height h of the cylinder is greater than the diameter is d.

Eine Reaktionskammer eines Diffusionsofens kann in einer zylindrischen Form ausgeführt werden, wobei die Stirnwände eine Kreisform aufweisen. Speziell bei der Verwendung aggressiver Reaktionsgase wird eine aus einem Quarzglas gefertigte Reaktionskammer eingesetzt welche sich vorteilhaft als ein Quarzrohr fertigen lässt. Zur Ausbildung der Reaktionskammer wird das Quarzrohr mit Mitteln zum Verschließen der beiden Enden des Quarzrohrs verschlossen.A Reaction chamber of a diffusion furnace can be in a cylindrical Be executed form the end walls have a circular shape. Especially when using more aggressive Reaction gases become a reaction chamber made of a quartz glass used which can be advantageously manufactured as a quartz tube. to Formation of the reaction chamber is the quartz tube with means for close the two ends of the quartz tube closed.

In einer anderen Ausführung ist vorgesehen, dass das Lüfterrad an einer der Stirnwände angeordnet ist.In another version is provided that the fan on one of the end walls is arranged.

An einer der beiden Stirnwände der zylindrischen Reaktionskammer kann ein Lüfterrad angeordnet sein.At one of the two end walls The cylindrical reaction chamber may be arranged a fan.

In einer speziellen Ausführung ist vorgesehen, dass das Lüfterrad im Mittelpunkt der Stirnwand angeordnet ist, wobei die Achse des Lüfterrads die Stirnwand im rechten Winkel schneidet.In a special version is provided that the fan is arranged at the center of the end wall, the axis of the impeller the front wall cuts at right angles.

Die Anordnung des Lüfterrads kann so erfolgen, dass die Antriebswelle des Lüfterrads durch den Mittelpunkt einer kreisrunden Stirnwand verläuft.The Arrangement of the fan wheel can be done so that the drive shaft of the fan through the center a circular front wall runs.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das zweite Mittel zur Strömungsbeeinflussung vor dem Lüfterrad angeordnet ist.In an embodiment it is provided that the second means for influencing the flow before fan is arranged.

Zur Verbesserung der aktiv erzeugten Gasströmung in der Reaktionskammer kann vor dem Lüfterrad ein Mittel zur Strömungsbeeinflussung angeordnet werden, mit welchem der Gasstrom gebündelt und geleitet wird. Durch dieses Mittel kann der Gasstrom im Bereich zwischen dem Substratstapel und dem Lüfterrad geführt werden.to Improvement of actively generated gas flow in the reaction chamber can in front of the fan a means of influencing the flow can be arranged, with which the gas stream is bundled and directed. By this means, the gas flow in the region between the substrate stack and the fan wheel guided become.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe mit einem Diffusionsofen mit einer Reaktionskammer zur Behandlung von Substraten verfahrensseitig dadurch gelöst, dass das in der Reaktionskammer ein geschlossener interner Gasumlauf erzeugt wird.According to the invention The task is with a diffusion furnace with a reaction chamber for the treatment of substrates on the method side solved that in the reaction chamber a closed internal gas circulation is produced.

Der aktive Gasstrom in der Reaktionskammer wird derart erzeugt, dass er in einem geschlossenen Kreislauf innerhalb der Reaktionskammer verläuft.Of the active gas flow in the reaction chamber is generated such that he in a closed circuit within the reaction chamber runs.

In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Gasumlauf derart erfolgt, dass das Gas in einem zentralen Bereich der Reaktionskammer in einer ersten Strömungsrichtung bewegt, an einem ersten Ende der Reaktionskammer in eine der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzte zweite Strömungsrichtung umgelenkt, in einem äußeren Bereich der Reaktionskammer in der zweiten Strömungsrichtung bewegt und an einem zweiten Ende der Reaktionskammer wieder in die erste Strömungsrichtung umgelenkt wird.In a particular embodiment is provided that the gas circulation takes place in such a way that the gas in a central region of the reaction chamber in a first flow direction moves, at a first end of the reaction chamber into one of the first flow direction opposite second flow direction redirected, in an outer area the reaction chamber moves in the second flow direction and at a second end of the reaction chamber again in the first flow direction is diverted.

In einer zweiten besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Gasumlauf in einer zylinderförmigen Reaktionskammer erzeugt wird, wobei der zentrale Bereich der Reaktionskammer der Bereich nahe der Achse des Zylinders ist, mindestens eine Umlenkung des Gasstroms mittels eines Lüfterrads erfolgt und der äußere Bereich der Reaktionskammer der Bereich nahe der Mantelfläche des Zylinders ist.In a second particular embodiment is provided that the gas circulation in a cylindrical reaction chamber is generated, wherein the central region of the reaction chamber of the area near the axis of the cylinder, at least one deflection of the Gas flow by means of a fan takes place and the outer area the reaction chamber of the area near the lateral surface of the cylinder is.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Lüfterrad nahe einer ersten Stirnwand der zylinderförmigen Reaktionskammer angeordnet wird.In another particular embodiment is provided that the fan arranged near a first end wall of the cylindrical reaction chamber becomes.

In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens eine Umlenkung des Gasstroms durch eine Stirnwand der zylinderförmigen Reaktionskammer erfolgt.In another embodiment is provided that at least one deflection of the gas flow through an end wall of the cylindrical reaction chamber he follows.

Der geschlossene Gasumlauf innerhalb der Reaktionskammer kann wie nachfolgend beschrieben erfolgen. In einem zentralen Bereich nahe der Achse des Zylinders strömt das Gas durch die Zwischenräume zwischen den Substraten in einer ersten Strömungsrichtung. Diese erste Strömungsrichtung kann die Gasansaugrichtung sein, in welcher sich der Gasstrom hin zu dem Lüfterrad bewegt, welches an der ersten Stirnwand der zylinderförmigen Reaktionskammer angeordnet ist. Dieser Vorgang wird durch die Sogwirkung beispielsweise eines Radiallüfterrads unterstützt. Durch das Radiallüfterrad selbst wird der Gasstrom in seiner Richtung verändert und strömt so in mehreren Ausblasrichtungen radial zur Achse des Radiallüfterrads von diesen weg. Diese Strömungsrichtungen ändern sich, wenn der Gasstrom die Mantelfläche der zylindrischen Reaktionskammer erreicht. Das Gas strömt dann in mehreren Teilströmen entlang der Mantelfläche in einer zweiten Strömungsrichtung. Diese zweite Strömungsrichtung ist der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzt. Der Gasstrom wird beim Erreichen der zweiten Stirnwand der zylinderförmigen Reaktionskammer in seiner Richtung verändert und in die erste Strömungsrichtung umgelenkt in der er dann in die Zwischen räume zwischen den Substraten einströmt. Somit schließt sich der interne Kreislauf des Gasstroms.Of the Closed gas circulation within the reaction chamber may be as follows described described. In a central area near the axis of the cylinder flows the gas through the gaps between the substrates in a first flow direction. This first Flow direction can be the Gasansaugrichtung, in which the gas flow towards the fan wheel moved, which at the first end wall of the cylindrical reaction chamber is arranged. This process is caused by the suction effect, for example a radial fan supported. By the radial fan even the gas flow is changed in its direction and thus flows in multiple Ausblasrichtungen radially to the axis of the Radialzuffterrads away from these. These directions of flow change, if the gas flow is the lateral surface reaches the cylindrical reaction chamber. The gas then flows in several sub-streams along the lateral surface in a second flow direction. This second flow direction is the first flow direction opposed. The gas flow is when reaching the second end wall the cylindrical one Reaction chamber changed in its direction and in the first flow direction then he diverts it into the spaces between the substrates flows. Thus closes the internal cycle of the gas flow.

Die Lösung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe solution will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the associated Drawings shows

1 Substrate welche zur Behandlung in einem Diffusionsofen angeordnete sind mit einem Lüfterrad, 1 Substrates which are arranged in a diffusion oven for treatment with a fan wheel,

2 Substrate mit einem Lüfterrad und ersten Mitteln zur Strömungsbeeinflussung und 2 Substrates with a fan and first flow control means and

3 Substrate mit einem Lüfterrad und ersten und zweiten Mitteln zur Strömungsbeeinflussung. 3 Substrates with a fan and first and second flow control means.

Ein Diffusionsofen zur Durchführung eines Diffusionsverfahrens besteht meist aus der Reaktionskammer, welche beispielsweise von einem Reaktionsrohr gebildet wird, mehreren Heizelementen, welche in unterschiedlich ansteuerbare Gruppen unterteilt sein können und um die Reaktionskammer herum angeordnet sind sowie einer Außenhülle, welche zur Vermeidung von Wärmeverlusten entsprechend isoliert ist. Diese Bestandteile eines Diffusionsofens sind in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellt.One Diffusion furnace for carrying a diffusion process usually consists of the reaction chamber, which is formed for example by a reaction tube, several Heating elements, which divided into different controllable groups could be and are arranged around the reaction chamber and an outer shell, which to Avoidance of heat loss is isolated accordingly. These components of a diffusion furnace are not shown in the drawing figures.

In der Reaktionskammer werden im Betrieb des Diffusionsofens einzelne Substrate oder mehrere in Form eines Substratstapels angeordnet.In the reaction chamber become single in the operation of the diffusion furnace Substrates or more arranged in the form of a substrate stack.

1 zeigt einen aus mehreren Substraten 1 bestehenden Substratstapel 2. Die Substrate 1 werden durch eine nicht näher dargestellte Aufnahmeanordnung derart gehalten, dass sie parallel zueinander jeweils mit einem Zwischenraum angeordnet sind. Im Beispiel sind rechteckige Substrate 1 dargestellt, bei denen eine Längsseite größer als die anderen beiden Abmessungen ist. In einem anderen Beispiel könnten auch mehrere quadratische oder kreisförmige Substrate 1 in der Aufnahmeanordnung angeordnet werden. 1 shows one of several substrates 1 existing substrate stacks 2 , The substrates 1 are held by a receiving arrangement, not shown in such a way that they are arranged parallel to each other with a gap. In the example are rectangular substrates 1 shown in which one longitudinal side is larger than the other two dimensions. In another example, multiple square or circular substrates could also be used 1 be arranged in the receiving arrangement.

Unabhängig von der Anzahl und Form der Substrate 1 ist es vorteilhaft, wenn sich zwischen den Substraten 1 Zwischenräume derart ergeben, dass zwischen ihnen ein Gas hindurchströmen kann.Regardless of the number and shape of the substrates 1 It is beneficial when getting between the substrates 1 Intermediate spaces are such that a gas can flow between them.

In der 1 ist mittels einer Strich-Strich-Linie eine mögliche Ausführung einer zylinderförmigen Reaktionskammer dargestellt.In the 1 is a possible embodiment of a cylindrical reaction chamber by means of a dash-and-dash line.

In einer Aufheizphase der Substrate werden die nicht dargestellten Heizelemente zugeschaltet und erwärmen die Substrate 1.In a heating phase of the substrates, the heating elements, not shown, are switched on and heat the substrates 1 ,

Zur Beschleunigung des Erwärmungsvorgangs ist in der Reaktionskammer ein Lüfterrad 3 angeordnet. Dieses ist mittels einer Antriebswelle 4 mit einem Motor 5 verbunden. Die vom Motor 5 erzeugte Drehbewegung wird über die Antriebswelle 4 auf das Lüfterrad 3 übertragen.To accelerate the heating process is in the reaction chamber, a fan 3 arranged. This is by means of a drive shaft 4 with a motor 5 connected. The engine 5 generated rotational movement is via the drive shaft 4 on the fan 3 transfer.

Im Beispiel ist das Lüfterrad 3 als ein Radiallüfterrad ausgestaltet. In einer anderen Lösung kann beispielsweise ein Axiallüfterrad verwendet werden.In the example, the fan is 3 designed as a radial fan. In another solution, for example, an axial fan may be used.

Ein Vorteil des Radiallüfterrads 3 liegt darin, dass das Gas parallel bzw. axial zur Antriebswelle 4 in einer Gasansaugrichtung 6 angesaugt und durch die Rotation des Radiallüfterrads 3 um 90° umgelenkt und radial in mehreren Ausblasrichtungen 7 ausgeblasen wird. Somit bewirkt das Radiallüfterrad 3 ohne zusätzlichen anordnungsseitigen Aufwand eine Strömungsbeeinflussung oder Richtungsänderung des Gasstroms in der Reaktionskammer.An advantage of the radial fan 3 is because the gas is parallel or axial to the drive shaft 4 in a gas suction direction 6 sucked in and by the rotation of the radial fan 3 deflected by 90 ° and radially in several Ausblasrichtungen 7 is blown out. Thus causes the radial fan 3 without additional arrangement-side effort, a flow influencing or change in direction of the gas flow in the reaction chamber.

Wird das Radiallüfterrad 3 vorteilhaft an einer ersten Stirnwand einer beispielsweise Längserstreckten zylinderförmigen Reaktionskammer eingesetzt, so strömt das Gas nach dem ausblasen aus dem Radiallüfterrad 3 zur Seitenwand der Reaktionskammer – also der Mantelfläche des Zylinders – und entlang dieser parallel zur Seitenwand in Richtung der gegenüberliegenden zweiten Stirnwand der Reaktionskammer, wie in der 1 durch verschiedene andere Gasströmungspfeile dargestellt.Will the radial fan 3 advantageously used at a first end wall of a longitudinally extended, for example, cylindrical reaction chamber, the gas flows out of the radial fan after being blown out 3 to the side wall of the reaction chamber - that is, the lateral surface of the cylinder - and along this parallel to the side wall in the direction of the opposite second end wall of the reaction chamber, as in the 1 represented by various other gas flow arrows.

Im Ausführungsbeispiel ist das Radiallüfterrad 3 an der als Ausgangsseite 9 bezeichneten Stirnseite des Substratstapels 2 angeordnet. Wie in der 1 dargestellt ist es vorteilhaft die Achse der Antriebswelle 4 des Radiallüfterrads 3 parallel zu der längsten Seite der in der Prozesskammer angeordneten Substrate 1 auszurichten. Abhängig oder unabhängig von diesem Ausrichtungsmerkmal kann die Achse der Antriebswelle 4 des Radiallüfterrads 3 auch derart ausgerichtet sein, dass sie durch den gedachten Mittelpunkt eines beliebigen Substratstapels 2 verläuft.In the embodiment, the radial fan is 3 at the as the exit side 9 designated end face of the substrate stack 2 arranged. Like in the 1 illustrated, it is advantageous the axis of the drive shaft 4 of the radial fan 3 parallel to the longest side of the substrates arranged in the process chamber 1 align. Dependent or independent of this alignment feature, the axis of the drive shaft 4 of the radial fan 3 also be aligned such that they through the imaginary center of any substrate stack 2 runs.

Nachdem der Gasstrom die zweite gegenüberliegende Stirnwand der Reaktionskammer erreicht hat, wird er von dieser umgelenkt in die Gasansaugrichtung 6 und strömt in dieser vorzugsweise auf einer Eingangsseite 8 in die Zwischenräume des Substratstapels 2 ein.After the gas flow has reached the second opposite end wall of the reaction chamber, it is deflected by this in the Gasansaugrichtung 6 and flows in this preferably on an input side 8th in the interstices of the substrate stack 2 one.

Verursacht durch das rotierende Radiallüfterrad 3 wird an der Ausgangsseite 9 des Substratstapels 2 ein Unterdruck erzeugt, welcher die in Gasansaugrichtung 6 gerichtete Gasströmung erzeugt. Dieser Vorgang fördert das Durchströmen des Substratstapels 2 und somit eine Homogenisierung der Temperaturverteilung auf und zwischen den Substraten 1.Caused by the rotating radial fan 3 will be at the exit side 9 of the substrate stack 2 generates a negative pressure, which in the Gasansaugrichtung 6 directed gas flow generated. This process promotes the flow through the substrate stack 2 and thus a homogenization of the temperature distribution on and between the substrates 1 ,

Derart bewegt sich das Gas in einem geschlossenen Gaskreislauf innerhalb der Reaktionskammer des Diffusionsofens.so the gas moves inside a closed gas cycle the reaction chamber of the diffusion furnace.

Zur weiteren Verbesserung der Gasführung kann vorgesehen werden, dass Mittel zur Strömungsbeeinflussung unmittelbar neben den Substraten 1 angeordnet werden.To further improve the gas flow can be provided that means for influencing the flow immediately adjacent to the substrates 1 to be ordered.

Für den in der 2 dargestellten Substratstapel 2 können die Mittel zur Strömungsbeeinflussung in Form zweier Platten ausgeführt sein, welche oberhalb und unterhalb des Substratstapels 2 derart angeordnet werden, dass sich ein Längserstreckter durch die Zwischenräume zwischen den Substraten ausgebildeter virtueller Kanal bildet.For in the 2 represented substrate stack 2 For example, the flow control means may be in the form of two plates which are above and below the substrate stack 2 be arranged such that a longitudinal extent formed by the spaces between the substrates formed virtual channel.

Der virtuelle Kanal wird zum einen durch die ersten Mittel zur Strömungsbeeinflussung selbst an zwei gegenüberliegenden Seiten gebildet. Zum anderen wird in diesem Fall der Kanal durch die jeweils äußeren Substrate ebenfalls an zwei sich gegenüberliegenden Seiten gebildet, welche zu den ersten Seiten um 90° gedreht sind. Bei einer Verwendung anderer Substratformen sind eventuell mehr als zwei derartige Platten notwendig um einen virtuellen Kanal vorteilhaft auszubilden.Of the The virtual channel becomes firstly through the first means of influencing the flow even on two opposite sides educated. On the other hand, in this case the channel is through the respective outer substrates also on two opposite ones Pages formed, which turned to the first pages by 90 ° are. When using other substrate forms may be more than two such disks necessary for a virtual channel advantageous form.

Bei einer entsprechenden Positionierung des Substratstapels in 1 nahe einer Seitenwand der Reaktionskammer kann der gleiche Effekt auch mit nur einer Platte erreicht werden.With a corresponding positioning of the substrate stack in 1 Near a side wall of the reaction chamber, the same effect can be achieved with only one plate.

3 zeigt neben dem Substratstapel 2, dem Lüfterrad 3, der Antriebswelle 4 und dem Motor 5 zwei erste Mittel zur Strömungsbeeinflussung 10, welche wie oben beschrieben oberhalb und unterhalb des Substratstapels 2 angeordnet sind und eine zweites trichterförmiges Mittel zu Strömungsbeeinflussung 11, welches zwischen dem Substratstapel 2 und dem Lüfterrad 3 angeordnet ist. 3 shows next to the substrate stack 2 , the fan wheel 3 , the drive shaft 4 and the engine 5 two first means of influencing the flow 10 which, as described above above and below the substrate stack 2 are arranged and a second funnel-shaped means for flow control 11 which is between the substrate stack 2 and the fan wheel 3 is arranged.

Durch diese Mittel wird die Durchströmung der Zwischenräume zwischen den Substraten und infolgedessen die Temperaturhomogenität verbessert. Durch den mit den Mitteln 10 und den seitlichen Substraten gebildeten virtuellen Kanal wird der Gasstrom in der Gasansaugrichtung 6 geführt. Nachfolgend führt das trichterförmige Mittel 11 den Gasstrom unmittelbar weiter, nun in einem real ausgebildeten Kanal, hin zum Mittelpunkt des Radiallüfterrads 3. Zur Verbesserung dieser Gasführung ist die Eingangsseite des Mittels 11 in der Form der Ausgangsseite 9 des Substratstapels 2 angepasst und mit einem möglichst geringen Zwischenraum zum Substratstapel 2 hin angeordnet. Mittels dieser Ausgestaltung kann der in einer ersten Strömungsrichtung strömende Gasstrom von dem in einer zweiten, der ersten Entgegengesetzten Strömungsrichtung strömende Gasstrom derart getrennt werden, dass sie sich nicht gegenseitig beeinflussen.By these means, the flow through the spaces between the substrates and consequently the temperature homogeneity is improved. By the means 10 and the virtual channel formed on the side substrates becomes the gas flow in the gas suction direction 6 guided. Subsequently, the funnel-shaped means 11 the gas flow immediately further, now in a real trained channel, towards the center of the Radialzuffterrads 3 , To improve this gas routing is the input side of the agent 11 in the shape of the exit side 9 of the substrate stack 2 adapted and with the least possible gap to the substrate stack 2 arranged. By means of this configuration, the gas flow flowing in a first flow direction can be separated from the gas flow flowing in a second, the first opposite flow direction such that they do not influence each other.

Ohne eine derartige Trennung kann es zu so genannten Kurzschlüssen im internen Gaskreislauf kommen, beispielsweise wenn ein Gasteilstrom nach dem Verlassen des Radiallüfterrades 3 in einer Ausblasrichtung 7 nicht an der Mantelfläche entlang zur gegenüberliegenden Stirnwand sondern von der Mantelfläche umgelenkt direkt zurück zum Mittelpunkt des Radiallüfterrades 3 strömt.Without such a separation, it can lead to so-called short circuits in the internal gas circuit, for example, when a partial gas flow after leaving the Radialzuffterrades 3 in a blow-out direction 7 not on the lateral surface along the opposite end wall but deflected by the lateral surface directly back to the center of the Radialzuffterrades 3 flows.

In anderen Ausführungen können zur Erzeugung eines aktiven internen Gaskreislaufs mehrere Mittel zur Erzeugung einer Gasströmung angeordnet werden. Beispielsweise kann an jeder der gegenüberliegenden Stirnwände der zylinderförmigen Reaktionskammer ein Lüfterrad angeordnet werden, wobei diese derart betrieben werden, dass sich ein Gaskreislauf ausbildet.In other versions can to generate an active internal gas cycle multiple means for generating a gas flow to be ordered. For example, at each of the opposite end walls the cylindrical one Reaction chamber a fan be arranged, which are operated such that forms a gas cycle.

Bei der Verwendung eines Axiallüfterrades können zusätzliche Mittel zur Strömungsbeeinflussung, welche im ausgeblasenen Gasstrom angeordnet werden, eine Richtungsänderung vergleichbar mit der des Radiallüfterrades bewirken.at The use of an axial fan may be additional Flow control means, which are arranged in the blown gas stream, a change in direction comparable to that of the radial fan cause.

Zur besseren Einleitung des Gasstromes in den Substratstapel 2, können auch vor diesen Mittel zu Strömungsbeeinflussung angeordnet werden.For better introduction of the gas stream in the substrate stack 2 , can also be arranged upstream of these means for flow control.

11: Substratsubstratum
22: Substratstapelsubstrate stack
33: Lüfterradfan
44: Antriebswelledrive shaft
55: Motorengine
66: GasansaugrichtungGasansaugrichtung
77: AusblasrichtungDischarge
88th: Eingangsseite des Substratstapelsinput side of the substrate stack
99: Ausgangsseite des Substratstapelsoutput side of the substrate stack
1010: erstes Mittel zur Gasströmungsbeeinflussungfirst Means for influencing gas flow
1111: zweites Mittel zur Gasströmungsbeeinflussungsecond Means for influencing gas flow

Claims

Diffusion furnace with a reaction chamber for the treatment of substrates, characterized in that arranged in the reaction chamber means for generating a closed internal gas flow.

Diffusion furnace according to claim 1, characterized in that the means for generating a gas flow, a fan ( 3 ).

Diffusion furnace according to claim 2, characterized in that the fan wheel ( 3 ) is a radial fan.

Diffusion furnace according to claim 2 or 3, characterized in that the fan wheel ( 3 ) on a drive shaft ( 4 ), which is connected to a motor ( 5 ) connected is.

Diffusion furnace according to claim 4, characterized in that the engine ( 5 ) is arranged outside the reaction chamber.

Diffusion furnace according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the reaction chamber first means for influencing flow ( 10 ) are arranged.

Diffusion furnace according to claim 6, characterized in that the first flow-influencing means ( 10 ) is a plate.

Diffusion furnace according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the reaction chamber a second means ( 11 ) is arranged to influence the flow.

Diffusion furnace according to claim 8, characterized in that the second flow-influencing means ( 11 ) is funnel-shaped.

A diffusion furnace according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the reaction chamber as a cylinder with a lateral surface and two opposite end walls is executed.

Diffusion oven according to claim 10, characterized in that that the height h of the cylinder is greater than the diameter is d.

Diffusion furnace according to claim 10 or 11, characterized in that the fan wheel ( 3 ) is arranged on one of the end walls.

Diffusion furnace according to claim 12, characterized in that the fan wheel ( 3 ) is arranged in the center of the end wall, wherein the axis of the fan ( 3 ) cuts the front wall at right angles.

Diffusion furnace according to claim 13, characterized in that the second flow-influencing means ( 11 ) in front of the fan wheel ( 3 ) is arranged.

Method for generating a gas flow in a cylindrical Reaction chamber of a diffusion furnace, characterized in that generates a closed internal gas circulation in the reaction chamber becomes.

Method according to claim 15, characterized in that that the gas circulation takes place such that the gas in a central Moves the region of the reaction chamber in a first flow direction, on a first end of the reaction chamber in one of the first flow direction opposite second flow direction redirected, in an outer area the reaction chamber moves in the second flow direction and at a second end of the reaction chamber again in the first flow direction is diverted.

A method according to claim 16, characterized in that the gas circulation is generated in a cylindrical reaction chamber, wherein the central region of the reaction chamber, the region near the axis of the cylinder, at least one deflection of the gas stream by means of a fan ( 3 ) and the outer region of the reaction chamber is the region near the lateral surface of the cylinder.

Method according to claim 17, characterized in that that the fan wheel arranged near a first end wall of the cylindrical reaction chamber becomes.

Method according to claim 17 or 18, characterized that at least one deflection of the gas flow through an end wall the cylindrical one Reaction chamber takes place.